MÜHENDİSLİK SİSMOLOJİSİNİN GEOTEKNİK PROJELERDE UYGULAMA ÖRNEKLERİ APPLICATIONS OF ENGINEERING SEISMOLOGY IN GEOTECHNICAL PROJECTS



Benzer belgeler
AKTİF KAYNAKLI YÜZEY DALGASI (MASW) YÖNTEMINDE FARKLI DOĞRUSAL DIZILIMLERIN SPEKTRAL ÇÖZÜNÜRLÜLÜĞÜ

YAPI-YERİ İNCELEMELERİNDE MAKASLAMA DALGASI HIZ KESİTİNİN ReMi YÖNTEMİ İLE SAPTANMASI. Ahmet T. BAŞOKUR 1

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

İZMİR METROPOL ALANINDA MÜHENDİSLİK ANA KAYASININ JEOFİZİK ÇALIŞMALARLA ARAŞTIRILMASI

SİSMİK PROSPEKSİYON DERS-5 DOÇ.DR. HÜSEYİN TUR

S-DALGA HIZININ MÜHENDİSLİK SİSMOLOJİSİ ÖLÇEĞİNDE ELDE EDİLMESİ İÇİN AKTİF VE PASİF KAYNAKLI YÜZEY DALGASI ANALİZLERİ

SİSMİK PROSPEKSİYON DERS-2 DOÇ.DR.HÜSEYİN TUR

Profesör, Yrd.Doç.Dr., Jeofizik Müh. Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir 2. Uzman, Rektörlük, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir 3

İZMİR İÇ KÖRFEZİ DOĞUSUNDA SİSMİK-MÜHENDİSLİK ANAKAYASI VE ZEMİN MODELLERİNİN OLUŞTURULMASINA YÖNELİK YAPILAN ÇALIŞMALAR

GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLİĞİ (Yer Hareketi Parametreleri)

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

PASİF SİSMİK YÖNTEMLER İLE ERZİNCAN DA İKİ BOYUTLU HIZ MODELİ

Deprem Kayıtlarının Seçilmesi ve Ölçeklendirilmesi

İZMİR VE ÇEVRESİNİN ÜST-KABUK HIZ YAPISININ BELİRLENMESİ. Araştırma Görevlisi, Jeofizik Müh. Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir 2

7. Self-Potansiyel (SP) Yöntemi Giriş...126

ZEMĠN SINIFI VE TABAKAġMA NIN ReMi (KIRILMA-MĠKROKIRINIM) TEKNĠĞĠ ĠLE BELĠRLENMESĠ: ISPARTA, ÇÜNÜR ÖRNEĞĠ

SİSMİK DALGA GRADYOMETRİ YÖNTEMİ İLE YÜZEY DALGALARININ DİSPERSİYON ANALİZİ

EN BÜYÜK OLASILIK YÖNTEMİ KULLANILARAK BATI ANADOLU NUN FARKLI BÖLGELERİNDE ALETSEL DÖNEM İÇİN DEPREM TEHLİKE ANALİZİ

ÖN SÖZ... ix BÖLÜM 1: GİRİŞ Kaynaklar...6 BÖLÜM 2: TEMEL KAVRAMLAR... 7

BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

BAÜ Müh-Mim Fak. Geoteknik Deprem Mühendisliği Dersi, B. Yağcı Bölüm-5

Elde edilen jeolojik bilgilerin sahada gözlenmesi ve doğrulanması, yeni bulgularla zenginleştirilmesi çalışmalarını kapsamaktadır.

KURAMSAL VE GÖZLEMSEL YATAY/DÜŞEY SPEKTRAL ORAN FONKSİYONLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

19 Mayıs 2011 M w 6.0 Simav-Kütahya Depreminin Kaynak Parametreleri ve Coulomb Gerilim Değişimleri

TÜRKİYE DE ÇEŞİTLİ TAŞ OCAĞI PATLATMA ALANLARININ SPEKTRUM ÖZELLİKLERİ SPECTRUM CHARACTERISTICS OF SEVERAL QUARRY BLAST AREAS IN TURKEY

ABSTRACT. Geliş (received) : 30 Temmuz (July) 2009 Kabul (accepted) : 07 Aralık (December) 2009

TDY 2007 YE GÖRE DEPREM ELASTİK TASARIM İVME SPEKTRUMU

MÜHENDİSLİK JEOFİZİĞİ UYGULAMALARI

YAPI ZEMİN ETKİLEŞİMİ. Yrd. Doç. Dr Mehmet Alpaslan KÖROĞLU

Sığ Sismik Yansıma, MASW ve ReMi Yöntemleri ile Sığ Yapıların İncelenmesi: Isparta Yerleşim Merkezi Kuzeyi Pliyo-Kuvaterner Çökel Yapı Örneği

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

YENİŞEHİR/BURSA İLÇESİ YERLEŞİM ALANI DEPREM ÇEKİNCESİ

Çağrı ÇAYLAK, Coşkun SARI Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Tınaztepe Yerleşkesi, Buca, İZMİR

VAKA ANALİZİ: BİR METRO İSTASYONU VİYADÜK GEÇİŞ PROJESİNİN SİSMİK ZEMİN - KAZIKLI RADYE TEMEL ETKİLEŞİMİ DEĞERLENDİRMESİ

ZEMİN BÜYÜTME ANALİZLERİ VE SAHAYA ÖZEL TASARIM DEPREMİ ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

3. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı Ekim 2015 DEÜ İZMİR

ELASTİK DALGA YAYINIMI

MEVZİİ İMAR PLANINA ESAS JEOLOJİK-JEOTEKNİK ETÜT RAPORU

DERİN ALÜVYON DOLGUNUN DOĞRUSAL OLMAYAN DAVRANIŞININ EŞDEĞER LİNEER VE DOĞRUSAL OLMAYAN YÖNTEMLERLE KARŞILAŞTIRILMASI

Nevzat MENGÜLLÜOĞLU (Jeodinamik Yerbilimleri- S.Melike ÖZTÜRK (Çevre Şehircilik Bakanlığı Mekansal Planlama Müdürlüğü )

DEPREM HASARINININ AZALTILMASINDA FARKLI BİR YAKLAŞIM

1.2. Aktif Özellikli (Her An Deprem Üretebilir) Tektonik Bölge İçinde Yer Alıyor (Şekil 2).

İZMİR METROPOL ALANINDA ZEMİN TRANSFER FONKSİYONU HESAPLAMALARINA YÖNELİK YAPILAN MÜHENDİSLİK ANA KAYASI VE ZEMİN AYRIMLILIĞI ARAŞTIRMALARI

Damar İçi Sismik Yöntemle Kömür Damarı İçerisindeki Süreksizliklerin Aranması

MÜHJEO 2015: Ulusal Mühendislik Jeolojisi Sempozyumu, 3-5 Eylül 2015, KTÜ, Trabzon

by Karin Şeşetyan BS. In C.E., Boğaziçi University, 1994

İZMİR KÖRFEZİ DOĞUSUNDA 2B LU ZEMİN-ANAKAYA MODELLERİNİN YÜZEY DALGASI VE MİKROGRAVİTE YÖNTEMLERİ KULLANILARAK OLUŞTURULMASI

DEPREM YÖNETMELİĞİNDEKİ FARKLI ZEMİN SINIFLARINA GÖRE YAPI DAVRANIŞLARININ İRDELENMESİ

Anahtar Kelimeler: Ağır hasar bölgesi, Zemin Büyütmesi, Mikrotremör, Yerleşime uygunluk haritası

MİKROTREMOR VERİSİNİ DEĞERLENDİRMEDE ÖZEL DURUMLAR

ANKARA VE CİVARINDA YÜZEY DALGALARININ ANALİZİ SURFACE WAVE MEASUREMENTS IN ANKARA AND ITS SURROUNDINGS

SİSMİK SAHA KARAKTERİZASYONLARINDA BİRLEŞTİRİLMİŞ YÜZEY DALGASI YÖNTEMLERİNİN KULLANILMASI

KUMLUCA YERLEŞİM ALANININ SIVILAŞMA ANALİZİ

TÜRKİYE NİN FARKLI BÖLGELERİ İÇİN SİSMİK HAZARD PARAMETRELERİ ARASINDAKİ İLİŞKİLER

Denizlerde Sismik Araştırmalar

YÜKSEK BİNALAR İÇİN DEPREM TEHLİKE DEĞERLENDİRMESİ VE ZEMİN BAĞIMLI TASARIM DEPREM YER HAREKETLERİNİN BELİRLENMESİ

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2

MÜHENDİSLİK ANAKAYASI TABAN TOPOĞRAFYASININ 3 BOYUTLU OLARAK BELİRLENMESİ : İZMİR / MENEMEN OVASI

Elazığ ve Çevresindeki Sismik Aktivitelerin Deprem Parametreleri İlişkisinin İncelenmesi

KONU: KOMİTE RAPORU TAKDİMİ SUNUM YAPAN: SALİH BİLGİN AKMAN, İNŞ. YÜK. MÜH. ESPROJE GENEL MÜDÜRÜ

SENİRKENT YERLEŞİM ALANINA AİT ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN ReMi YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ

TÜRKİYE DEKİ ZEMİNE ÖZGÜ ORTALAMA TEPKİ SPEKTRUMLARININ AASHTO LRFD (2007 VE 2010) KÖPRÜ TASARIM ŞARTNAMELERİ İLE KARŞILAŞTIRILMASI

BETONARME ÇERÇEVELERİN DEPREM HESABINDA TASARIM İVME SPEKTRUMU UYUMLU DİNAMİK YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Deprem Mühendisliğine Giriş. Yer Hareketinin Karakterizasyonu ve Temel Kavramlar

GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLİĞİ KAYNAKLAR 1. Steven L. Kramer, Geotechnical Earthquake Engineering (Çeviri; Doç. Dr. Kamil Kayabalı) 2. Yılmaz, I.

SİSMİK VE GEOTEKNİK VERİLERİN BİRLİKTE KULLANIMI İLE GELİŞTİRİLEN ADAPAZARI MERKEZİ İÇİN 1 BOYUTLU SAHA TEPKİ MODELİ

EŞDEĞER ANALİZ YÖNTEMİ İLE ZEMİNİN DİNAMİK DAVRANIŞININ DEĞERLENDİRİLMESİ: ESKİŞEHİR ODUNPAZARI ÖRNEĞİ

Sismik ve Geoteknik Parametrelerin Yapılaşmaya Etkisi: Denizli Örneği.

MÜHENDİSLİK JEOFİZİĞİ UYGULAMALARI

İNM Ders 2.1 Dinamik Yükler, Yer Hareketi Parametreleri ve İvme Spektrumları

Bölümümüz KTÜ Döner Sermaye Başkanlığı üzerinden yapacağı işler ve fiyatlandırma listesi

Güncel Veri Toplama Tekniklerine Bir Örnek: Nar Modeli An Example of the Actual Data Acquisition Techniques: The Pomegranate Model

TÜRK MÜHENDİS VE MİMAR ODALARI BİRLİĞİ JEOFİZİK MÜHENDİSLERİ ODASI

Posta Adresi: Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Esentepe Kampüsü/Sakarya

İNM Ders 2.1 Dinamik Yükler, Yer Hareketi Parametreleri ve İvme Spektrumları

JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM LABORATUVARLARINDA DÖNER SERMAYE KAPSAMINDA YAPILAN İŞLERİN GÜNCEL FİYAT LİSTESİ

1. Giriş. 2. Model Parametreleri

PATLATMA KAYNAKLI YER SARSINTILARININ DEPREM VERİLERİNDEN AYRILMASI

Kuzeybatı Anadolu da Bölgesel Kappa Modeli

SİSMİK GÜRÜLTÜ İLİŞKİSİ KULLANILARAK İZMİR VE ÇEVRESİ YERALTI HIZ YAPISI: İLK SONUÇLAR

İMAR PLANINA ESAS JEOLOJİK-JEOTEKNİK ETÜT RAPORU

Kırıkkale İli Bahçelievler ve Fabrikalar Mahallelerinin Sıvılaşma Potansiyelinin Coğrafi Bilgi Sistemlerinde Analizi

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

DETERMINATION OF S WAVE VELOCITY STRUCTURE USING MICROTREMOR AND SPATIAL AUTOCORRELATION (SPAC) METHOD

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ

KTÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEZ YAZIM KILAVUZU

ADAPAZARI BÖLGESİ ZEMİN BÜYÜTME FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ

NAKAMURA HASAR ENDEKSİ PARAMETRESİNİN ZEMİN DİNAMİK ANALİZLERİNDE ÖN BİLGİ OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİ

Deprem Tehlike Analizi Nedir? Ne Zaman Gerekir? Nasıl Yapılır? Naz Topkara Özcan

İçindekiler Jeofizikte Modellemenin Amaç ve Kapsamı Geneleştirilmiş Ters Kuram ve Jeofizikte Ters Problem Çözümleri

Şekil 1. Mikrotremor sinyallerini oluşturan bileşenler (Dikmen, 2006 dan değiştirilmiştir)

Zemin büyütmesi ve yerel koşulların spektral ivmeye etkisi

TARİHİ YARIMADA NIN (İSTANBUL) YEREL ZEMİN KOŞULLARININ BÜYÜTME ÖZELLİKLERİ İLE JEOLOJİK- GEOTEKNİK YAPISININ KARŞILAŞTIRILMASI

ARAŞTIRMALARINDA ARAZİ DENEYLERİ KAPSAMINDA YAPILACAK JEOFİZİK ARAŞTIRMALAR

Zaman Ortamı Yapay Uçlaşma (Time Domain Induced Polarization) Yöntemi

BİR BOYUTLU MODELLER İÇİN ZEMİN BÜYÜTMESİNE ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

POLİPROPİLEN FİBERLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ KUM ZEMİNLERİN DİNAMİK ETKİ ALTINDA BOŞLUK SUYU BASINCI DAVRANIŞI

ESKİŞEHİR ZEMİN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ HARİTALARININ ÜRETİLMESİ VE KENT MERKEZİNİN ZEMİN BÜYÜTMESİNİN BELİRLENMESİ

DEPREM DALGALARININ ZEMİN BÜYÜTMESİ ÜZERİNE ÖRNEKLER

24 KANALLI DOREMİ SİSMİK CİHAZI

Transkript:

Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 16-20 Ekim 2007, İstanbul Sixth National Conference on Earthquake Engineering, 16-20 October 2007, Istanbul, Turkey MÜHENDİSLİK SİSMOLOJİSİNİN GEOTEKNİK PROJELERDE UYGULAMA ÖRNEKLERİ APPLICATIONS OF ENGINEERING SEISMOLOGY IN GEOTECHNICAL PROJECTS Öz YILMAZ 1, Murat ESER 2, Gürcan Şenay 3, Mehmet BERILGEN 4 ÖZET İstanbul da bir konut proje sahasında zeminin sismik modelini tayin etmek amacıyla bir kırılma sismik etüdü yaptık. Saha kayıtlarını elde etmek için, proje sahası içinde 20 ayrı lokasyonda 2- m aralıklı 48 adet 4.5-Hz düşey jeofonlardan oluşan bir serim kullandık. Herbir lokasyonda ilk-varan sinyal zamanlarına lineer-olmayan tersine-çözüm esasına dayalı tomografi yöntemini uygulayarak 30-m derinliğe kadar P-dalga hız-derinlik modelini ve Rayleigh-türü yüzey dalgalarına tersine çözüm yöntemini uygulayarak yine 30-m derinliğe kadar S-dalga hızderinlik profilini tayin ettik. Bilahare, sismik hızları geoteknik sondajlardan elde edilen zemin profilleriyle brlikte kullanarak, proje sahasına mahsus geoteknik deprem mühendisliği parametrelerini tayin ettik. Özellikle, azami zemin büyütme oranı, zemin doğal periyodu, azami yüzey-kaya ivme oranı, ivmenin önemli derecede büyük olduğu derinlik aralığı, spektral ivme oranı, ve TA-TB tasarım spektrum periyodlarını tesbit ettik. Ayrıca, proje sahası içinde potansiyel heyelan kayma yüzeylerini tesbit etmek amacıyla, uzunlukları 150-300 m arasında değişen beş hat boyunca yansıma sismik etüdü yaptık. Herbir hat boyunca, 2-m aralıklı 48 adet 40-Hz düşey jeofonlardan oluşan bir serim kullanarak 2-m aralıklarda saha kayıtları elde ettik. Herbir hat boyunca, ilk-varan sinyal zamanlarına lineer-olmayan tersine-çözüm esasına dayalı tomografi yöntemini uygulayarak 30-m derinliğe kadar P-dalga hız-derinlik modelini ve yansıyan dalgaların analizinde de daha derinlere kadar zeminin sismik görüntüsünü elde ettik. ABSTRACT We determined the seismic model of the soil column within a residential project site in Istanbul, Turkey. Specifically, we conducted refraction seismic survey at 20 locations using a receiver spread with 48 4.5-Hz vertical geophones at 2-m intervals. We applied nonlinear tomography to first-arrival times to estimate the P-wave velocity-depth profiles and performed Rayleigh-wave inversion to estimate the S-wave velocity-depth profiles down to a depth of 30 m at each of the locations. We then combined the seismic velocities with the geotechnical borehole information regarding the lithology of the soil column and determined the sitespecific geotechnical earthquake engineering parameters for the site. Specifically, we computed the maximum soil amplification ratio, natural period of the soil column, maximum surface-bedrock acceleration ratio, depth interval of significant acceleration, spectral acceleration ratio, and design spectrum periods TA-TB. We conducted reflection seismic survey along five line traverses with lengths between 150-300 m and delineated landslide failure surfaces within the site. We recorded shot gathers at 2-m intervals along each of the the seismic line traverses using a receiver spread with 48 40-Hz vertical geophones at 2-m intervals. We applied nonlinear tomography to first-arrival times to estimate a P-wave velocity-depth model and analyzed the reflected waves to obtain a seismic image of the deep near-surface along each of the line traverses. Keywords: Engineering Seismology, Traveltime Tomography, Surface-Wave Inversion, Reflected Waves 1 Direktör, Anatolian Geophysical, Istanbul, E-mail: oz@anatoliangeo.com 2 Proje Jeofizikçisi, Anatolian Geophysical, Istanbul, E-mail: murat@anatoliangeo.com 3 Proje Jeofizikçisi, Anatolian Geophysical, İstanbul, E-mail: gurcan@anatoliangeo.com 4 Doç. Dr., İnşaat Müh. Bölümü, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul, E-mail: berilgen@yildiz.edu.tr 447

448 Mühendislik Sismolojisinin Geoteknik Projelerde Uyugulama Örenekleri GİRİŞ Bir geoteknik proje, sismolog, jeomorfolog, ve geoteknik ve deprem mühendislerinin takım çalışmasını gerektirir. Sismoloğun katkısı zeminin sismik özelliklerini tayin etmektir. Yansıyan dalgaların analizinden, zemin birimlerinin arayüzlerinin geometrisini, ve varsa, fayların geometrisini belirlemekte kullanılabilecek yüzeye-yakın yeraltınının bir simik görüntü kesitini elde ederiz. Kırılan dalgaların analizinden, zeminin P-dalga hız-derinlik modelini tayin ederiz. Nihayet, yüzey dalgalarının analizinden de zeminin S-dalga hız-derinlik profilini tayin ederiz. Bu ara ürünler, proje sahasına mahsus jeomorfoloji, ve geoteknik sondaj ve laboratuar verileriyle birleştirilerek, zeminin ıslahına yönelik tasarım için gerekli geoteknik modeli oluşturmak üzere zemin geometrisi, zemin pedolojisi, ve zemin dinamik parametrelerinin tanımlanmasında kullanılır. Şekil 1, proje sahasında yaptığımız sismik etüde mahsus lokasyon haritasını göstermektedir. Sahanın büyüklüğü yaklaşık 130 dönümdür. Rakım 125-180 m arasında değişmektedir. Sahanın batı yarısında topoğrafya oldukça düz, doğu yarısında ise kuzey yönde aşağı-doğru bir eğim vardır. Üst zemin tamamen kildir. Arazi, çok-katlı apartman blokları inşa edilmek üzere bir konut projesine tahsis edilmiştir. Şekil 1. Proje sahasındaki sismik etüde mahsus lokasyon haritası. Saha çalışmasında, 20 lokasyonda (KS01-KS20) kırılma sismik serimi ve beş adet hat boyunca (YS05-09) yansıma sismik serimi kullanılmıştır. Kırmızı oklar kırılma sismik serim yönlerini temsil etmektedir. Yeşil eğriler, potansiyel heyelan kütle sınırlarını temsil etmektedir. SİSMİK SAHA ÇALIŞMASI Proje sahasında (Şekil 1) herbir kırılma sismik etüd lokasyonunda (KS01-KS20), 2-m aralıklı 48 adet 4.5-Hz düşey jeofonlardan müteşekkil bir serim kullandık. Atış noktasında derinliği 30 cm ve çapı 10 cm bir kuyu içine yerleştirilen bir buffalo gun kullanarak, serimin iki ucunda ve ortasında

Ö Yılmaz, M Eser, G Şenay, M Berilgen 449 olmak üzere üç adet 48-kanallı saha kayıdı elde ettik (Şekil 2). Kayıt için örnekleme aralığı 0.5 milisaniye ve kayıt uzunluğu 2 saniyedir. Herbir lokasyondaki serimin yönü, serim boyunca rakım farkı asgari olacak tarzda seçilmiştir. Herbir yansıma hattı boyunca (Şekil 1 de YS05-YS09 olarak adlandırılan), 2-m aralıklı 48 adet 40-Hz düşey jeofonlardan müteşekkil bir serim kullandık. Sismik kaynak olarak el balyozu ve çelik bir plaka kullandık ve uzunlukları 150-300 m arasında değişen herbir hat boyunca 2-m aralıklarda yüzlerce kayıt elde ettik. Kayıt için örnekleme aralığı 0.5 milisaniye ve kayıt uzunluğu 1 saniyedir. Şekil 2. KS08 lokasyonunda 94-m jeofon serimiyle (üstte yeşil çizgiyle temsil edilen) elde edilmiş örnek saha kayıtları. Kırmız yıldızları atış noktalarını temsil etmektedir --- serimin iki ucundan 2-m açıkta iki atış ve serimin orta noktasında bir atış. KIRILAN VE YÜZEY DALGALARIN ANALİZİ 20 adet KS lokasyonunun herbirinde elde edilen üç saha kayıdından tesbit edilen ilk-varan sinyallere mahsus varış zamanlarına lineer-olmayan tomografi yöntemini (Zhang ve Toksöz, 1997) uygulayarak, serim boyunca P-dalga hız-derinlik modelini tayin ettik. Bilahare, hız-derinlik modelinin yanal yönde ortalamasından herbir lokasyon için 30-m derinliğe kadar P-dalga hızderinlik profili elde ettik. Daha ziyade kırılan dalgalardan oluşan ik-varan sinyal zamanlarının analizi için aşağıda kısaca tariflenen bir iş akışını kullandık (Yılmaz ve Eser, 2002). Bu iş akışında, önce, saha kayıtlarından tesbit edilen ilk-varan sinyal zamanlarından bir başlangıç P-dalga hız-derinlik modeli inşa edilir. Sonra bu başlangıç modeli, lineer-olmayan tomografi yöntemiyle iteratif tarzda değiştirilerek, nihai P-dalga hız-derinlik modeli tayin edilir. Herbir iterasyonda, ilk-varan sinyal zamanları modellenir ve gerçek zamanlarla karşılaştırılır. Modellenen zamanlarla gerçek zamanlar arasındaki uyuşmazlık kabul edilebilir asgari bir değere ualşınca iterasyon durudurulur. Bu analizi müteakip, herbir KS loaksyonunda kaydedilen serimin iki ucundaki kayıtlardan Rayleigh-türü yüzey dalgalarının dispersif davranışını en iyi temsil edeni seçilip (Şekil 3), bu dalgalar önce kırılan ve yansıyan dalgalardan tecrit edilmiştir. Bunu müteakip, bu saha kayıdı düşük ve yüksek frekanslı gürültüyü yoketmek için 2,4-36,48-Hz bant-geçişli frekans süzgecinden geçirilmiştir. Bilahare, düzlem-dalga ayrışımıyla, bu kayıdı açılım-zaman domeninden Rayleigh-

450 Mühendislik Sismolojisinin Geoteknik Projelerde Uyugulama Örenekleri dalga faz-hızı-frekans domenine dönüştürdük (Şekil 4). Yüzey dalgalarının temel moduna ( fundamental mode ) tekabül eden dispersiyon eğrisini bu dönüşüm domeninde azami-enerji kriterine istinaden (Şekil 4) tesbit ettik ve bu eğriyi tersine çözümle S-dalga hız-derinlik profilini tayin etmek üzere kullandık (Şekil 3) (Park vd., 1999; Xia vd., 1999). Bu işlemde, bir başlangıç S-dalga hız-derinlik profili iteratif tarzda değiştirilerek nihai bir S-dalga hız-derinlik profili hesaplanır. Herbir iterasyonda, modellenen dispersiyon eğriyle gerçek dispersiyon eğrisi karşılaştırılır. Modellenen dispersiyon eğrisiyle gerçek dispersiyon eğrisi arasındaki uyuşmazlık kabul edilebilir asgari bir değere ulaşınca iterasyon durudurulur. Yüzey dalgalarından elde edilen S-dalga hızları jeofon serimi boyunca yanal ortalamyı temsil eder. Buna mukabil, kuyu sismiğinden elde edilen hızlar lokal zemin türünden ve kuyu şartlarından etkilenirler. Şekil 3. KS13 lokasyonunda, serimin bir ucundaki kayıtta mevcut yüzey dalgalarının yansıyan ve kırılan dalgalardan tecrit edildikten sonraki hali (solda) ve yüzey dalgalarından tersine çözümle elde edilen S-dalga hız-derinlik profili (sağda, basamaklı mavi eğri). Derinlik ekseni S-dalga hızına ve frekans ekseni Şekil 4 te de gösterilen dispersiyon eğrisine mahsustur. S-dalga hız-derinlik profili, yine Şekil 4 te gösterilen Rayleigh-dalgası temel moduna tekabül eden dispersiyon eğrisine iteratif tersine çözümün uygulanmasıyla elde edilmiştir. Bu işlemde, iterasyon, modellenen (sağdaki siyah eğri) ve gerçek (sağdaki siyah noktalar) dispersiyon değerleri arasındaki fark kabul edilebilir asgari bir değere ulaşınca durdurulur. Şekil 4. Şekil 3 te gösterilen saha kayıdındaki yüzey dalgalarından düzlem-dalga ayrışımı uygulanarak elde edilen dispersiyon spektrumu. Bu şekilde, düşey eksen Rayleigh dalgalarının faz hızını temsil etmektedir. Rayleigh dalgalarının herbir frekans bileşeni farklı faz hızıyla seyahat etmesi, bu dalgaların zemin içinde dispersif karakteri haiz olmalarının bir tezahürüdür. Rayleigh dalgalarının enerjsinin büyük bir kısmı, ekseriyetle temel moda aittir. Bu mod için, faz hızının frekansa bağımlı değişimini temsil eden bir dispersiyon eğrisi şekilde gösterildiği gibi tesbit edilir. Bilahare bu dispersiyon eğrisinden, bir tersine çözüm uygulamasıyla bir KS lokasyonundaki zemine mahsus S-daga hız-derinlik profili elde edilir (Şekil 3).

Ö Yılmaz, M Eser, G Şenay, M Berilgen 451 Kırılan dalgaların analizinden P-dalga hızlarını ve yüzey dalgaların analizinden S-dalga hızlarını 20 adet KS lokasyonunun herbirinde tayin ettikten sonra, bu hız-derinlik profillerinden 0-30 m zemin kolonunda 4-m aralıklarda olmak üzere hız kontur haritaları ürettik (Şekil 5 ve 6). Ayırca, P- ve S-dalga hızlarının oranını derinliğe bağlı olarak hesabettik ve hız-oran haritaları inşa ettik (Şekil 7). Yanal hız değişimlerine istinaden, proje sahasını üç bölgeye ayırdık --- nispeten düşük S-hızlı batı bölgesi, nispeten yüksek S-hızlı doğu bölgesi, ve geçiş zonu diye tanımlanabilecek orta bölge (Şekil 8). Bu sonuca istinaden, herbir bölge içinde KS05, KS10 ve KS14 lokasyonlarına tekabül eden noktalarda 50 m, 40 m ve 30 m derinliklerde geoteknik sondajlar yapıldı. Şekil 5. KS lokasyonlarında (kırmızı noktalar) tayin edilen P-dalga hız-derinlik profillerinin üç-boyutlu interpolasyonuyla elde edilen ve 12-m derinliğe tekabül eden P-dalga hız kontur haritası. Siyah poligon proje sahasının sınırlarını tariflemektedir. Şekil 6. KS lokasyonlarında (kırmızı noktalar) tayin edilen S-dalga hız-derinlik profillerinin üç-boyutlu interpolasyonuyla elde edilen ve 12-m derinliğe tekabül eden S-dalga hız kontur haritası. Siyah poligon proje sahasının sınırlarını tariflemektedir.

452 Mühendislik Sismolojisinin Geoteknik Projelerde Uyugulama Örenekleri Şekil 7. KS lokasyonlarında (kırmızı noktalar) tayin edilen P- ve S-dalga hız-derinlik profillerinin oranının üç-boyutlu interpolasyonuyla elde edilen ve 12-m derinliğe tekabül eden hız-oran kontur haritası. Siyah poligon proje sahasının sınırlarını tariflemektedir. Şekil 8. KS lokasyonlarında (kırmızı noktalar) tayin edilen S-dalga hız-derinlik profillerinin üç-boyutlu interpolasyonuyla elde edilen ve 28-m derinliğe tekabül eden S-dalga hız haritası. Hızların yanal değişimine istinaden proje sahası üç bölgeye ayrılmıştır --- batı, doğu ve orta. Herbir bölgede mavi dairelerle temsil edilen loaksyonlarda (KS05, KS10 ve KS14) geoteknik sondajlar yapılmıştır. Siyah poligon proje sahasının sınırlarını tariflemektedir. GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLİĞİ PARAMETRELERİNİN TAYİNİ Proje sahasında herbir bölge için (batı, orta ve doğu), S-dalga hızlarını zemin profiliyle birlikte kullanarak (Şekil 9), geoteknik deprem mühendisliği parametrelerini tayin ettik. Bu parametrelerin tayininde, 7.4 büyüklüğündeki İzmit 17 Ağustos, 1999 depremine mahsus Arçelik mevkiinde kayada kaydedilmiş olan SH sismogramı esas alınmıştır (Yılmaz vd., 2006). Şekil 8 de batı, orta ve doğu olarak tanımlanan herbir bölge için, S-dalga hız-derinlik profili, geotektnik sondajdan zemin profili ve Arçelik mevkiinde kayada yer hareketini tarifleyen gerçek sismogram kayıdını kullanarak, KS05, KS10 ve KS14 mevkilerinde zemin yüzeyindeki sismogramı modelledik (Şekil 10). Bu bir-boyutlu zemin-tepki analizi zeminin lineer-olmayan davranışını eşdeğer bir lineer sistem olarak modelleyen bir algoritma ile yapılmıştır (Schnabel vd., 1972; Bardet vd., 2000).

Ö Yılmaz, M Eser, G Şenay, M Berilgen 453 Deprem mühendisliğinde, zeminin bir deprem hareketine tepkisi, mümkün olabilecek azami ivme esasına dayanır (Kramer, 1996). Bu nedenle, KS05, KS10 ve KS14 zemin mevkilerindeki sismogramları modellemeden önce, kaya mevkiinde ölçülen sismograma (ki bu, zemin mevkiindeki zemin-temelkaya arayüzüne mahsus harekete eşdeğer olarak kabul edilir) azami ivme değeri 0.3g olacak şekilde genlik ayarlaması yapılmıştır. Şekil 9. KS10 noktasındaki (Şekil 8 de orta bölgeye mashus) geoteknik sondajdan elde edilen zemin profilinin S-dalga hzı-derinlik profiliyle korelasyonu. Şekil 10 da gösterildiği gibi, herbir bölge için zemin mevkiinde (KS05, KS10 ve KS14) yüzeydeki azami ivme değerinin zemin-kaya arayüzündeki azami ivme değerine oranını (1.5) hesabettik. Bu oran azami yüzey-temelkaya ivme oranı olarak adlandırılır. Herbir bölge için, ayrıca, azami ivmenin derinliğe göre değişimini hesabettik ve önemli miktarda büyük olduğu derinlik aralığını belirledik (Şekil 11a). Şekil 11b de gösterildiği gibi, Şekil 10b de gösterilen spektrumların smooth edildikten sonra oranı alınarak, azami zemin-büyütme oranını (2.4) ve bu değere tekabül eden zeminin doğal periyodunu (0.3 saniye) belirledik. Bu analizleri müteakip, proje sahasında herbir bölge için (Şekil 8 de batı, orta ve kuzey olarak adlandırılan), Şekil 11c deki örnek gibi tepki spektrumunu hesapladık. Bu spektrum, belli doğal periyodlara sahip üst yapıların zemin mevkiindeki modellenen deprem hareketine ve kaya mevkiindeki ölçülen deprem hareketine karşı davranışlarını tariflemektedir. Burada, üst yapı tekdereceli serbestliğe sahip %5 sönümlü bir yay sistemiyle (SDOF) temsil edilmektedir. Şekil 11c deki örnekte olduğu gibi, spektral ivme oranını (2.4) ve tasarım spektrum periyodlarını (TA- TB: 0.05-0.55 saniye) hesapladık. Tablo 1 de, Şekil 8 de tariflenen üç ayrı bölgeye mahsus deprem mühendisliği parametreleri listelenmiştir. Bu parametreler, zemin dinamik parametreleriyle birlikte geoteknik mühendisi tarafından zemin sınıflaması için ve yapı mühendisi tarafından da yapısal tasarım için kullanılır.

454 Mühendislik Sismolojisinin Geoteknik Projelerde Uyugulama Örenekleri Şekil 10. KS10 mevkiinde (Şekil 8 de orta bölgeye mahsus) deprem mühendisliği parametreleri için analiz: (a) Ağustos 1999 İzmit depremine mahsus Arçelik mevkiinde kayada ölçülmüş ve 0.3g azami değerine genlik ayarlaması yapılmış SH ivme sismogramı (yeşil), ki bunun KS10 zemin mevkiinde zemin-temelkaya arayüzündeki hareketi temsil ettiğini farzetmekteyiz, ve Şekil 9 da gösterilen hız ve sondaj bilgilerine istinaden modellenmiş KS10 mevkiindeki zemin yüzeyindeki hareketi temsil eden ivme sismogramı (kırmızı). Azami yüzey-temelkaya ivme oranı 1.5 değerindedir. (b) Ölçülen (yeşil) ve modellenen (kırmızı) sismogramların spektrumları. Zemin kolonu içinde 0-12 Hz bandı arasında önemli miktarda büyütme olduğunu görnekteyiz. Şekil 11. KS10 mevkiinde (Şekil 8 de orta bölgeye mahsus) deprem mühendisliği parametreleri için analiz: (a) Azami ivmenin derinliğe göre değişimi, (b) Şekil 10b de gösterilen spektrumların smooth edildikten sonra oranı ve bundan elde edilen zemin-kaya büyütme oranı (2.4), ve bu değere tekabül eden zemin doğal periyodu (0.3 saniye), (c) site-specific tasarım spektrumları (yeşil: kaya mevkii için, kırmızı: zemin mevkii için). Önemli ivme değerleri TA-TB: 0.05-0.55 saniye arasına düşmektedir.

Ö Yılmaz, M Eser, G Şenay, M Berilgen 455 Bölge Azami zemin büyütme oranı Tablo 1. Geoteknik deprem mühendisliği parametreleri. Zemin Azami İvmenin önemli doğal periyodu yüzey-kaya ivme olduğu derinlik (san) oranı aralığı Spektral ivme oranı Spektral karakteristik periyodları TA TB (san) (m) Batı 2.2 0.4 1.3 0-10 1.3 0.05-0.60 Orta 2.4 0.3 1.5 0-15 2.4 0.05-0.55 Doğu 2.8 0.15 1.7 0-10 2.1 0.05-0.65 YANSIYAN DALGALARIN ANALİZİ Petrol ve doğalgaz aramaları için uygulanan sismik etüdlere mukayese ile (Yılmaz, 2001), mühendislik amaçlı sismik etüdlerden elde edilen verilerin analizi nispeten daha basit bir iş akışıyla yapılır (Steeples ve Miller, 1990). Bu iş akışı, dekonvolüsyon, zamanda değişen spektral dengeleme, bant-geçişli frekans süzgeçlemesi, genlik ayarlaması, ve migrasyondan müteşekkildir. Bu projede, herbir yanısma hattı boyunca (Şekil 1 de YS05-YS09 olarak adlandırılan) 150-m derinliğe kadar yeraltının görüntüsünü veren sismik kesitten başka (Şekil 12), P-dalga hız-derinlik modellerini de tayin ettik (Şekil 13). YS hatları boyunca elde edilen sismik kesitler yatay, yer-yer sürekli fakat kuvvetli yansıma arayüzlerini içermektedir (Şekil 12). Bunlar muhtemelen esas itiabriyle killi olan zemin içindeki kumtaşı ardalanmalarıyla ilgilidir. P-dalga hız-derinlik modelleri, sığ zeminde düşük hızlı, potansiyel heyelan kayma kütlelerini göstermektedir (Şekil 13). Şekil 12. YS09 hattı (Şekil 1 de lokasyonu verilen) boyunca yansıyan dalgaların analizinden elde edilen sismi kesit. Siyah eğri topoğrafyayı temsil etmektedir. Yüksek genlikli yansıma hadiseleri (kırmızı oklarla belirtilen), muhtemelen, esas itibariyle killi olan zemin içindeki kumtaşı ardalanmalarıyla ilgilidir. SONUÇLAR Zemin etüdleri, sismolog, jeomorfolog, geoteknik mühendisi ve deprem mühendisinin birlikte iştirakiyle yapılması gerekir. Bu örnek projede gösterildiği gibi, sismoloğun bu etüdlere katkısı, kırılan dalgaların analizinden elde edilen P-dalga hız-derinlik modeli, yüzey dalgaların analizinden elde edilen S-dalga hız-derinlik profili, ve yansıyan dalgaların analizinden elde edilen zemin arayüzlerinin, ve varsa, fayların geometrisidir. Bu ara ürünler, bilahare geoteknik ve deprem mühendisleri tarafından zeminin geometrisi, pedolojisi ve dinamiğini tayin etmek, ve böylece zeminin geoteknik modelini tanımlamakta kullanılır.

456 Mühendislik Sismolojisinin Geoteknik Projelerde Uyugulama Örenekleri Şekil 13. YS hatları boyunca elde edilen P-dalga hız-derinlik modelleri (hatların lokasyonları Şekil 1 de görülmektedir). Sığdaki pembe-mavi zonlar düşük hızlı olup, potansiyel heyelan kütlelerini temsil etmektedirler.

Ö Yılmaz, M Eser, G Şenay, M Berilgen 457 TEŞEKKÜR Hanyapı İnşaat a ve Yönetim Kurulu Danışmanı Sayın Prof. Dr. Ahmet M. Işıkara ya bize bu çalışmayı yapma imkanını ve yayın iznini verdikleri için teşekkür ederiz. KAYNAKLAR Bardet J, Ichii, K, and Lin C, Manual of EERA: a computer program for equivalent-linear earthquake site response analysis of layered soil deposits, University of Southern California, 2000. Kramer, SL, Geotechnical Earthquake Engineering, p. 273, Prentice-Hall, New Jersey, 1996. Park, C B, Miller, RD, and Xia, J, Multichannel analysis of surface waves: Geophysics, 64, 800-808, 1999. Schnabel, PB, Lysmer, PB, and Seed, HB, SHAKE: A computer program for earthquake response analysis of horizontally layered sites, in Report EERC 72-12, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 1972. Steeples, DW and Miller, RD, Seismic reflection methods applied to engineering, environmental, and groundwater problems: in Geotechnical and environmental geophysics, Ward, S. H., ed., Soc. of Expl. Geophys., Tulsa, OK, 1-30, 1990. Xia, J, Miller, RD, and Park, CB, Estimation of near-surface shear-wave velocity by inversion of Rayleigh waves: Geophysics, 64, 691-700, 1999. Yilmaz, O, Seismic data analysis --- processing, inversion, and interpretation of seismic data: Soc. of Expl. Geophys., Tulsa, OK, 2001. Yilmaz, O and Eser, M, A unified workflow for engineering seismology: Expanded Abstracts, 72 nd Annual International Meeting of the Society of Exploration Seismologists, Houston, TX, 2002. Yilmaz, O, Eser, M, and Berilgen, MM, A case study for seismic zonation in municipal areas, The Leading Edge, March issue, 319-330, Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, OK, 2006. Zhang, J and Toksoz, MN, Nonlinear refraction traveltime tomography: Geophysics, 63, 1726-1737, 1997.

458 Mühendislik Sismolojisinin Geoteknik Projelerde Uyugulama Örenekleri